Virtualisierung ein Überblick

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1 Virtualisierung ein Überblick Frank Hofmann Potsdam 18. April 2007 Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

2 Gedanken zum Thema Fragen, die sich jeder stellt Virtualisierung was ist das eigentlich? Brauche ich das? Was kann ich denn damit machen? Worauf muss ich denn achten? Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

3 Zielsetzungen Ziele Begriffsklärung Technische Abläufe Überblick über existierende Softwarelösungen Risiken und Sicherheit Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

4 Übersicht 1 Virtualisierung ein Einstieg 2 Softwarelösungen 3 Anwendung und Nutzung 4 Referenzen Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

5 Virtualisierung ein Einstieg Virtualisierung eine Begriffsklärung (1) Virtualisierung ist eine Herangehensweise in der IT, die Ressourcen so zusammenfaßt und verteilt, dass ihre Auslastung optimiert wird und automatisch Anforderungen zur Verfügung steht. Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

6 Virtualisierung ein Einstieg Virtualisierung eine Begriffsklärung (2) physikalische Hardwareressourcen eines Computersystems werden auf eine oder mehrere virtuelle Umgebungen verteilt Abstraktonsebene zwischen Hardware und Betriebssystem, um mehrere voneinander getrennte Betriebssystemumgebungen auf einer Hardware parallel zu betreiben Ziele: 1 vorhandene Ressourcen optimal nutzen 2 reale Umgebung zur Verfügung stellen Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

7 Virtualisierung ein Einstieg Geschichte und Entwicklung (1) Mitte der 60er Jahre VM/370 mehreren Benutzern eigenständige Umgebungen bereitstellen heißt heute: z/vm, IBM zseries Hardwarevirtualisierung auf Großrechnern durch Logical Partition (LPAR) pro zseries-rechner 30 LPAR möglich beliebig viele virtuelle Maschinen pro z/vm Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

8 Virtualisierung ein Einstieg Geschichte und Entwicklung (2) heute: Rechenleistung wächst, wird aber nicht ausgenutzt Zusammenfassung von Diensten pro Virtueller Maschine Sicherheit und Beeinträchtigung (isolierte Umgebung) Hochverfügbarkeit ( Schnappschüsse ) Verringerung der Komplexität, Administrierbarkeit Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

9 Virtualisierung ein Einstieg Aufbau eines Virtualisierungssystems Host Verwaltungsinstanz für die physikalische Hardware stellt Ressourcen zur Verfügung Gäste virtuelle Maschine Laufzeitumgebung, in der separate Prozesse laufen Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

10 Virtualisierung ein Einstieg Virtualisierungsansätze Kapselung von Prozessen Virtualisierung auf Betriebssystemebene Virtualisierung durch Emulation Paravirtualiserung Hardwarevirtualisierung Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

11 Virtualisierung ein Einstieg Kapselung von Prozessen Change-Root-Umgebung Unterverzeichnis wird zum root-verzeichnis für einen Prozess Prozess und Kindprozess werden nur in diesem Verzeichniszweig ausgeführt ( einsperren ) aber: keine Lastverteilung möglich Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

12 Virtualisierung ein Einstieg Virtualisierung auf Betriebssystemebene eigene Umgebung Kernel verteilt die Last Programme: Open VZ, Linux-VServer Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

13 Virtualisierung ein Einstieg Virtualisierung durch Emulation Programme: VMWare, Microsoft Virtual PC, Microsoft Virtual Server Teile eines Systems oder auch das gesamte System wird nachgebildet darunterliegende Hardware des Hostsystems muß diese Komponenten nicht besitzen Zwischenschicht vermittelt zwischen VM und Hostsystem Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

14 Virtualisierung ein Einstieg Paravirtualiserung ähnlich einer Emulation keine Emulation der Host-Hardware Hardware entsprechend dem Hostsystem, nur ohne direkten Zugriff nur anpassbare Systeme können emuliert werden Projekte: XEN, User Mode Linux Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

15 Virtualisierung ein Einstieg Hardwarevirtualisierung (1) Ziel: Intel Intel Virtualization Technology (Intel VT) Modus: Virtual Machine Execution AMD Secure Virtual Machine (SVM) Management der Gäste mehrere Gäste teilen sich eine Plattform Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

16 Virtualisierung ein Einstieg Hardwarevirtualisierung (2) Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

17 Softwarelösungen VM Ware Server, VM Ware Player kommerzielles Produkt (VM Ware Server), kostenlose Version mit eingeschränktem Funktionsumfang (VM Ware Player) Host: Windows, Linux Gast: Windows, Linux, *BSD simuliert einen Standard-PC Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

18 Softwarelösungen Microsoft Virtual PC (1) kostenlos (Windows) oder kostenpflichtig (Mac) Betriebssystem: Microsoft Windows, Apple Mac OS X simuliert u.a.: Standard-PC mit dem Host-Prozessor (Mac: Pentium II) bis zu drei Festplatten ein CD- oder DVD-Laufwerk RAM mit einstellbarer Größe keine Unterstützung für PCI-Geräte USB: nur Macintosh-Version Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

19 Softwarelösungen Microsoft Virtual PC (2) Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

20 Qemu Softwarelösungen freier Emulator Unterstützung für x86, SPARC, ARM, PPC, MIPS u.a. Geschwindigkeit: angenehm flott Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

21 Qemu (2) Softwarelösungen Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

22 Bochs (1) Softwarelösungen freier x86-emulator unterliegt den Bedingungen der LGPL Ziel der Entwicklung: vollständige PC-Kompatibilität verfügbar für Windows, Linux, BSD (FreeBSD, NetBSD, OpenBSD, Mac OS X), BeOS, PlayStation Portable, GP2X Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

23 Bochs (2) Softwarelösungen Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

24 FAU-Machine (1) Softwarelösungen entwickelt an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg läuft als regulärer User-Prozess (nicht privilegiert) Möglichkeit für Automatisierungen (Linux-Installation, Tests) Netzwerkunterstützung, Konfiguration verfügbar für Linux, Portierung auf OpenBSD und Windows ist in Arbeit Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

25 FAU-Machine (2) Softwarelösungen Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

26 Parallels PC (1) Softwarelösungen kommerzieller Emulator für 32-Bit-Betriebssysteme für x86-hardware, freie 15-tage-Testversion Host: Windows und Linux Gast-Systeme: u.a. Windows, Linux, FreeBSD, OS/2, Solaris/86 Austausch von Daten zwischen Gast- und Hostsystem über Shared Folders Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

27 Parallels PC (2) Softwarelösungen Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

28 Virtual Box (1) Softwarelösungen freier Emulator (GPL) (seit Januar 2007) Host: Windows, Linux Gäste: Windows (einschließlich Vista), Linux, OS/2, diverse Unix-Varianten, Solaris/x86 Detaillierte Beschreibungen: Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

29 Virtual Box (2) Softwarelösungen Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

30 Anwendung und Nutzung Praktische Anwendung Ausführung eines Betriebssystems parallel zum bisherigen System Testen, Neugierde, Ausprobieren Zeitersparnis (keine Zeit für Installation, Bootdauer) Stabilität ( Sandbox ) Vermeidung von Inkompatibilitäten von Programmversionen Installation/Deinstallation von Programmen Paketabhängigkeiten Programm- reste (Schlüssel, Config-Files, Bibliotheken) Programm läuft nur auf bestimmtem Betriebssystem endlich mal seine Hardware ausreizen Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

31 Anwendung und Nutzung Empfehlungen zur Nutzung Systemaustattung möglichst viiiiiiiel RAM (Platz für ein ganzes, weiteres Betriebssystem) Speicherplatz (ab 1G) Erwartungen anpassen nicht jede Hardware wird perfekt unterstützt Verzögerung durch Abstraktionsebenen Gastsystem reagiert eventuell anders, da anders konfiguriert Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

32 Links (Auswahl) Referenzen Wikipedia Virtualisierung (Informatik) Open VZ Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33

33 The End Referenzen Danke für Ihre Aufmerksamkeit :-) Kontakt: Frank Hofmann Hofmann EDV Linux, Layout und Satz, Potsdam Frank Hofmann (Potsdam) Virtualisierung ein Überblick 18. April / 33